Giáo trình Kỹ thuật xung số (Nghề Điện tử công nghiệp)

MỤC TIÊU MÔ ĐUN: - Về kiến thức: + Trình bày được tín hiệu xung và các tham số của nó + Trình bày được sơ đồ mạch, nguyên lý hoạt động của khoá điện tử, một sốmạch dao động xung và các m

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI

GIÁO TRÌNH Tên mô đun: Kỹ thuật xung số

NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP

TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP/CAO ĐẲNG NGHỀ

Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐCNPY, ngày tháng năm 2018

của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Công nghiệp và Thương mại

Vĩnh Phúc, năm 2018

3.2 Các bộ giải mã 94

CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN

Tên mô đun: KỸ THUẬT XUNG - SỐ

Mã mô đun: MĐTC14010111

Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành: 56 giờ; Kiểm tra:

4 giờ)

I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN:

- Vị trí: có thể được bố trí dạy sau các môn học/mô đun: Kỹ thuật mạch điện tử 1

- Tính chất: là mô đun chuyên ngành bắt buộc

II MỤC TIÊU MÔ ĐUN:

- Về kiến thức:

+ Trình bày được tín hiệu xung và các tham số của nó

+ Trình bày được sơ đồ mạch, nguyên lý hoạt động của khoá điện tử, một sốmạch dao động xung và các mạch tạo, biến đổi dạng xung

+ Trình bày được cơ sở đại số logic và các phân tử logic thông dụng

+ Phân tích được một số hệ logic thông dụng

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm

+ Dự lớp đầy đủ theo quy định

+ Cẩn thận đảm bảo an toàn thiết bị và dụng cụ đo

+ Rèn luyện tác phong công nghiệp, biết cách làm việc nhóm

III NỘI DUNG MÔ ĐUN:

1 Nội dung tổng quát và phân phối thời gian:

Tổng số

Lý thuyết

Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập

Kiểm tra

2.1 Khóa điện tử dùng Transistor

2.2 Khóa điện tử dùng khuếch đại thuật

toán

3

3.1 Mạch không đồng bộ hai trạng thái ổn

1.5 Đại số logic ( đại số Boole)

1.6 Phương pháp biểu diễn hàm logic và

tối thiểu hàm logic

3.3 Bộ chọn dữ liệu ( bộ dồn kênh – MUX)

3.4 Bộ phân phối dữ liệu ( bộ phân kênh –

DEMUX)

7

4.1 Khái niệm Trigger số

Phần 1: KỸ THUẬT XUNG

BÀI 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

* Mục tiêu của bài:

- Trình bày được các khái niệm về xung điện, dãy xung

- Giải thích được sự tác động của các linh kiện thụ động đến dạng xung

- Rèn luyện tính tư duy, tác phong công nghiệp

* Nội dung

1.1 Khái niệm

1.1.1 Khái niệm xung điện

- Xung là tín hiệu tạo nên do sự thay đổi mức của điện áp hay dòngđiện trong một khoảng thời gian rất ngắn, có thể so sánh với thời gian quá độcủa mạch điện mà chúng tác động Thời gian quá độ là thời gian để một hệvật lý chuyển từ trạng thái vật lý này sang trạng thái vật lý khác

- Các tín hiệu xung được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điệntử: truyền thông, công nghệ thông tin, vô tuyến, hữu tuyến…

1.1.2 Các dạng xung cơ bản

- Một số tín hiệu liện tục (xem hình 1.1)

Hình 1.1c Tín hiệu xung tam giác

- Một số tín hiệu rời rạc (hình 1.2)

Hình 1.2 Tín hiệu sin rời rạc - hàm mũ rời rạcNgày nay trong kỹ thuật vô tuyến điện, có rất nhiều thiết bị, linh kiện vậ nhành ở chế độ xung Ở những thời điểm đóng hoặc ngắt điện áp, trong mạch

sẽ phát sinh quá trình quá độ, làm ảnh hưởng đến hoạt động của mạch Bởi vậyviệc nghiên cứu các quá trình xảy ra trong các thiết bị xung có liên quan mậtthiết đến việc nghiên cứu quá trình quá độ trong các mạch đó

Nếu có một dãy xung tác dụng lên mạch điện mà khoảng thời gian giữacác xung đủ lớn so với thời gian quá độ của mạch Khi đó tác dụng của mộtdãy xung như một xung đơn Việc phân tích mạch ở chế độ xung phải xácđịnh sự phụ thuộc hàm số của điện áp hoặc dòng điện trong mạch theo thờigian ở trạng thái quá độ Có thể dùng công cụ toán học như: phương pháptích phân kinh điển Phương pháp phổ (Fourier) hoặc phương pháp toán tửLaplace

1.2.Các thông số của tín hiệu xung

1.2.1 Chu kỳ xung, tần số xung

Tín hiệu xung vuông như hình 1.3 là một tín hiệu xung vuông lý tưởng,thực tế khó có 1 xung vuông nào có biên độ tăng và giảm thẳng đứng như vậy:

Hình 1.3: Dạng xung

Xung vuông thực tế với các đoạn đặc trưng như: sườn trước, đỉnh, sườn sau.Các tham số cơ bản là biên độ Um, độ rộng xungtx, độ rộng sườn trước ttrvà sau

ts, độ sụt đỉnh∆u.

được trong thời gian tồn tại của nó

- Độ rộng sườn trước ttr, sườn sauts là xác định bởi khoảng thời gian tăng và

mức 0.1Um (hoặc 0.5U m)

đến Um

v Với dãy xung tuần hoàn ta có các tham số đặc trưng như sau:

- Chu kỳ lặp lại xung T là khoảng thời gian giữa các điểm tương ứng của 2

1.2.2 Độ rỗng và hệ số lấp đầy của xung

- Hệ số lấp đầy γ là tỷ số giữa độ rộng xung tx và chu kỳ xung T (1.3)

x

t T

v Trong kỹ thuật xung - số, chúng ta sử dụng phương pháp số đối với tínhiệu xung với quy ước chỉ có 2 trạng thái phân biệt

- Trạng thái có xung (tx) với biên độ lớn hơn một ngưỡng UH gọi là trạng

IC)

- Các mức điện áp ra trong dải UL < U < UH được gọi là trạng thái cấm

1.2.3 Độ rộng sườn trước, độ rộng sườn sau (hình 1.4)

áp sẽ có thời gian trễ tr, gọi là độ rộng sườn trước Thời gian này tương ứng từ10% đến 90% biên độ U Ngược lại, khi giảm biên độ điện áp xung sẽ có thời

+ Dãy xung vuông góc là dạng dãy xung thường gặp nhất trong kỹ thuật

thời gian nghỉ tn, chu kỳ T= tx + tn, tần số f=1/T Ngoài ra còn có 2 thông số phụđặc trưng khác là hệ số lấp đầy g = tx/T và độ hổng (rỗng) Q= 1/g = T/tx Nếu Q

= 2, (tx = tn) thì dãy xung gọi là dãy xung vuông góc đối xứng

này thường dùng trong thiết bị dao động kí điện tử, với vai trò bộ tạo sóng quétngang

có tính chu kỳ Các mạch phát xung tuần hoàn thường là những mạch hoạt độngkhông chịu sự điều khiển bởi các xung kích

những mạch hoạt động theo sự điều khiển của các xung kích khởi bởi ở bênngoài, và gọi là các mạch kích khởi Ứng với mỗi xung kích thích bên ngoài,mạch cho ra một xung có biên độ và độ rộng xung không thay đổi, nghĩa là dạngxung đưa ra hoàn toàn lặp lại giống nhau sau mỗi xung kích thích

BÀI 2 KHOÁ ĐIỆN TỬ

* Mục tiêu của bài:

- Trình bày được sơ đồ và nguyên lý hoạt động c1.1 ủa khóa điện tử

- Rèn luyện tính tư duy, tác phong công nghiệp

* Nội dung bài:

2.1 Khóa điện tử dùng Transistor

* Yêu cầu cơ bản:

Transistor làm việc ở chế độ khóa hoạt động như một khóa điện tử đóng mởmạch với tốc độ nhanh (từ 10-9 đến 10-6 s)

Yêu cầu cơ bản với transistor làm việc ở chế độ khóa là điện áp đầu ra có 2trạng thái khác biệt là:

o Vo ≥ VH khi Vi≤ VL

o Vo ≤ VL khi Vi ≥ VH

Chế độ khóa của transistor được xác định bằng chế độ điện áp hay dòng điện mộtchiều cung cấp từ ngoài qua 1 mạch phụ trợ (điện trở làm khóa thường đóng haymở) Việc chuyển trạng thái của khóa thường được thực hiện nhờ một tín hiệuxung có cực tính thích hợp tác động tới đầu vào

1.1.1 Sơ đồ mạch:

1.1.2.Nguyên lý hoạt động:

2. Ví dụ 1: Khi dùng transistor silic với RC = 5KW khi đó xác định chọn RB

khi lối vào Vi = VH = 1.5V thì Vo≤ VL = 0.4V, hệ số khuếch đại dòng là100

b =

0.25

15000

transistor silic

50

i BE Bbh

K

8 Ví dụ 2: Mạch điện như trên transistor silic với VCC = 12V, trở tải RC = 1.2

KW, hệ số khuếch đại dòng điện là 100 lần và độ dự trữ k = 3 lần, điện áplối vào Vi = 1.5V Xác định trở tải lối vào RB cho phù hợp?

(12 0.2)

101.2 *10

CC CEbh Cbh

12 3 10 0.3

100

Cbh Bbh

- Tín hiệu lấy ra trên C

- Mạch lọc thông thấp cho các tín hiệu có tần số nhỏ hơn tần số cắt qua hoàntoàn Tín hiệu có tần số cao bị suy giảm biên độ Tín hiệu lấy trên tụ C làmcho tín hiệu ra trể pha so với tin hiệu vào (1.5)

- Tần số cắt

RC

f c

p 2

Hình 1.13 Mạch lọc RC và đáp ứng xung của mạch lọc

· Mạch tích phân RC

thời gian của điện áp vào Vi (t)

- Trong đó K là hệ số tỉ lệ, mạch tích phân RC chính là mạch lọcthông thấp khi tín hiệu vào có tần số fi rất lớn so với tần số cắt fc của mạch

Từ điều kiện tần số fi rất lớn so với tần số cắt fc ta có (1.8):

fi>> fc = 1/ 2 pRC Þ R >> Xc = 1/2 pfi C

Þ VR (t) >> VC (t) (1.9) (vì dòng I (t) qua R và C bằng nhau)

Từ (1.7) và (1.9) ta có Vi (t) » VR (t) = R.i (t)

Þ i(t) = Vi (t)/R (1.10)Điện áp ra V0 (t):

RC >> 1/2p fi Û t >> 1/2p fi = Ti / 2p

Trong đó: t = RC là hằng số thời gian

Ti là chu kỳ tín hiệu vào

Ví dụ: Trường hợp điện áp vào Vi(t) là tín hiệu hình sin qua mạch tích phân

1

c o s ( ) s i n ( 9 0 ) 1 1 3

w

w w

=

-ò

Như vậy, nếu thỏa mãn điều kiện của mạch tích phân như trên thì điện áp ra

RC

Điện áp vào là tín hiệu xung vuông: khi điện áp vào là tín hiệu xung vuông

thích các dạng sóng ra theo hiện tượng nạp xả của tụ

Giả sử điện áp ngõ vào là tín hiệu xung vuông đối xứng có chu kỳ Ti (hình1.14a)

áp vào Vi(t) hình 1.14b

theo dạng hàm số mũ, biên độ của điện áp ra nhỏ Vp hình 1.14c

chậm nên điện áp ra có biên độ rất thấp hình 1.14d, nhưng đường tăng giảmđiện áp gần như đường thẳng Như vậy, mạch tích phân chọn trị số RC thíchhợp thì có thể sửa dạng xung vuông có ngõ vào thành dạng sóng tam giác ởngõ ra Nếu xung vuông đối xứng thì xung tam giác ra là tam giác cân

Hình 1.14: Dạng sóng vào ra của tín hiệu xung vuông

2.2 Khoá điện tử dùng khuếch đại thuật toán

1.2.1 Sơ đồ mạch

\Hình 1.15

Thiết lập quan hệ vào ra Với i1 = - i2

- Mạch lọc thông cao cho các tín hiệu có tần số cao hơn tần số cắt qua hoàn toàn,tín hiệu có tần số thấp bị suy giảm biên độ Tín hiệu ra lấy trên R, làm cho tínhiệu sớm pha so với tín hiệu vào.

thời gian của điện áp ngõ vào Vi (t)

Từ (1.15) và (1.16) ta có : Vi (t)» VC (t) , đối với tụ C điện áp trên tụ cònđược tính theo công thức:

Trong đó: q (t) là điện tích nạp vào tụ

Ti là chu kỳ tín hiệu vào

Ví dụ: Trường hợp điện áp vào Vi(t) là tín hiệu hình sin qua mạch vi phân

Vi(t) =Vm.sinω(t)Điện áp ra :

0

0 0

- Như vậy, nếu thỏa mãn điều kiện của mạch vi phân như trên thì điện áp

ra bị sớm pha 900 và biên độ nhân với hệ số tỉ lệ là ωRC

- Đây là một bộ lọc thông cao dạng căn bản, vì trở kháng của tụ giảm dầnkhi tần số tăng ,các thành phần tần số cao của tín hiệu ngõ vào sẻ ít suy giảm hơncác thành phần tần số thấp Ở các tần số cao hầu như tự ngắn mạch và tất cả cácngõ vào đều xuất hiện tại ngõ ra

1.2.2 Nguyên lý hoạt động: đối với ngõ vào sóng sin, tín hiệu ngõ ra giảm về

xem như ở ngõ ra không có thành phần tần số cao

Nếu tần số f < fc (ở dải tần số thấp), điện áp ngõ ra có biên độ cao, tức ngõ ra

có thành phần tần số thấp

Đây cũng là vấn đề gặp ở mạch khuếch đại tần số cao, xuất hiện tần số cắttrên fc

3 dB, đây là giá trị lớn nhất của độ lợi tại tần số cao.Như vậy,tại tần số cắt thìbiên độ giảm -3dB

Hình 1.17: Biểu diễn độ lợi

v Khi ngõ vào là xung chữ nhật: u v (t) = E[u(t)-u(t-t 1 )], hình 1.18

t R

t t

-

-=

v Điện áp vào là tín hiệu xung vuông:

Khi điện áp vào là tín hiệu xung vuông có chu kỳ Ti thì có thể xét tỉ lệ hằng

xả của tụ điện

1.19a)

i(t) qua điện trở R tạo ra điện áp giảm theo hàm số mũ Khi điện áp ngõ vào bằng0V thì đầu dương của tụ nối mass và tụ sẽ xả điện áp âm trên điện trở R Ở ngõ

ra sẽ có hai xung ngược nhau có biên độ giảm dần hình 1.19b

rất nhanh nên cho ra hai xung ngược dấu nhưng có độ rộng xung rất hẹp đượcgọi là xung nhọn

Như vậy, nếu thỏa điều kiện của mạch vi phân thì mạch RC sẽ đổi tín hiệu từxung vuông đơn cực ra xung nhọn lưỡng cực

Hình 1.19 Dạng sóng vào và ra của mạch vi phân

Bài tập: Cho mạch như hình vẽ hình 1.20

Hình 1.20

Vi =5.1 (t), R = 1kΩ, C = 470pF Hãy xác định và vẽ đồ thị V C(t), VR(t) cho cáctrường hợp sau:

R i V

E R

E

E R

Xét tác dụng của nguồn Vi :

s RC

e V

R i V

t i

C

E R

m t

t

47 0

) 1

( 5

0/

e V

e V

t C

t C

mt

t t

47.0

1)1

(5

5

/ /

=

=

-

-=

=

-

)(3

11

1

V V

V R

R

R E

iR V

R R

E i

E R E

R

E R

-=

=-

=

-=+

( 5

5

) (

3

2 ) //

1 (

R

t

Rt đ

i R

t đ

e V

e V

V

k R

R R

-

ïïýüï

ïî

ïïí

ì

-

-=

-=Þ

-

-3

1)1

(5

3

1

t R

e V

e V

Hình 1.27

Mạch vi phân dùng OpAmp, hình 1.28

Hình 1.28

Nhận xét: Điện áp ngõ ra sớm pha 900 so với điện áp vào và biên độ là

hệ số tỉ lệ khuếch đại k = wRC Vì hệ số khuếch đại của mạch tỉ lệ với tần

số, nên tạp âm tần số cao ở ngõ ra mạch này rất lớn, có thể lấn áp tín hiệuvào, nghĩa là hệ số khuếch đại của mạch càng lớn thì tồn tại nhiễu tần số cao

j Cw

nguồn có trở kháng lớn, thì chỉ có một phần tín hiệu được vi phân, phần cònlại được khuếch đại Để khắc phục những nhược điểm trên ngời ta đưa ramạch sau:

Hình 1.29

v R 1 có nhiệm vụ hạn chế tạp âm ở tần số cao, ở tần số cao thường tồn tại các gai nhọn có biên độ lớn, do đó R 1 hạn chế biên độ này.

Bài 3 CÁC MẠCH DAO ĐỘNG XUNG

SỬ DỤNG OSC VÀ MÔ HÌNH THỰC HÀNH KỸ THUẬT XUNG

* Mục tiêu của bài:

- Trình bày được sơ đồ và nguyên lý hoạt động của các mạch Trigger đối xứng, TriggerSchmitt, mạch đa hài đợi, đa hài tự dao động

- Trình bày được sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch tạo dao động nghẹt

- Lắp được các mạch Trigger đối xứng, Trigger Schmitt, mạch đa hài đợi, đa hài tự daođộng trên panel

- Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo, khoa học, tác phong công nghiệp

* Nội dung bài:

3.1 Mạch không đồng bộ hai trạng thái ổn định (Trigger)

3.1.1 Khái niệm

- Nguồn +12V, -12V, dòng 3A, có bảo vệ quá dòng

- Nguồn 5V, dòng 2A, có bảo vệ quá dòng

- Nguồn dương 0 ÷ 30V, nguồn âm 0 ÷ -30V, dòng 1.5A có bảo vệ quá dòng(mass riêng)

- Nguồn tín hiệu có công tắc xoay để chọn các loại tín hiệu gồm tín hiệu sin, tínhiệu tam giác, xung vuông đơn cực và xung vuông lưỡng cực, có:

+Biên độ 0 ÷ 10V

+Tần số 1Hz ÷ 50KHz

- Các nguồn có led hiển thị báo có nguồn và báo quá dòng

- Các ngu ồn ±12V, +5V và nguồn tín hiệu được nối chung mass, nên chúng

có ký hiệu mass giống nhau

- Các nguồn DC thay đổi được từ 0 ÷ ±30V được nối chung mass, nên chúng có

ký hiệu mass giống nhau

- Các nguồn DC và nguồn tín hiệu đều được đưa lên Test Board

3.1.2 Trigger đối xứng (RS - Trigger)

3.1.3 Trigger - Schmitt

- Đọc biên độ:

Biên độ (V) = Biên độ (ô) x Volts / div (V/ô)

- Đọc Chu kỳ:

Chu kỳ (s) = Chu kỳ (ô) x Time / div (s / ô)

- Mỗi lần đo, điều chỉnh núm chỉnh biên độ, núm chỉnh tần số, núm chỉnh dạngđiện áp ở vị trí bất kỳ rồi điền vào bảng sau:

Lần

đo

Tầnsố(Hz)

Dạngsóng

Biên

độ (ô)

Giaiđo(V/ô)

3.1.3.1 Trigger – Schmitt dùng transistor

Ví dụ: Điều chỉnh một nguồn xoay chiều hình Sin có biên độ 10V, tần số1KHz

v Các bước thực hiện:

- Bước 2: Điều chỉnh biên đô

Chỉnh núm chỉnh biên độ trên mô hình sao cho:

Độ cao của biên độ (ô) = Biên độ cần có (V) x Giai đo (V/ô)

- Bước 3: Điều chỉnh tần số

Tính chu kỳ cần có: T=1/f

Chỉnh núm chỉnh tần số trên mô hình sao cho:

Chiều dài của chu kỳ (ô) = Chu kỳ cần có (s) x Giai đo (s/ô)

Ø BÀI TẬP

- Điều chỉnh một xung vuông lưỡng cực có biên độ 3V, tần số 5KHz

- Điều chỉnh một xung tam giác có biên độ 7V, tần số 3KHz

- Điều chỉnh một sóng sin có biên độ 9V, tần số 10KHz

3.1.3.2 Trigger – Schmitt dùng IC tuyến tính

- Thực hiện như lần một nhưng thay R= 1kΩ, C =1μF

- Đo và vẽ điện áp VI (kênh 1) và Vo (kênh 2) vào hình 3

- Time/Div: - Time /Div

4/ Trình bày quá trình hoạt động của mạch?

3.2 Mạch không đồng bộ một trang thái ổn định

v Lần 1:

- Sinh Viên mắc mạch như hình 4 ( R =100Ω, C =1μF , ± Vcc= ± 12V)

Hình 4

- Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung vuông lưỡng cực, biên độ 0.5V, tần

số 1KHz và cấp vào VI của mạch trên

- Đo và vẽ điện áp VI (kênh 1) và Vo (kênh 2) vào hình 5

Thực hiện như lần một nhưng thay R =1kΩ, C =1μF

Đo và vẽ điện áp VI (kênh 1) và Vo (kênh 2) vào hình 6

3/ So sánh dạng điện áp ngõ vào và ngõ ra của hai lần đo với lý thuyết đã học?Nếu khác thì tại sao?

4/ Trình bày nguyên lý hoạt động của mạch?

- Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung vuông biên độ 0.5V, tần số 1KHz và

- Đo và vẽ điện áp VI (kênh 1) và Vo (kênh 2) vào hình 2.8

Thực hiện như lần một nhưng thay R =1kΩ, C =1μF

Đo và vẽ điện áp VI (kênh 1) và Vo (kênh 2) vào hình 2.9

4/ Trình bày quá trình hoạt động của mạch?

3.2.2 Đa hài đợi dùng Transistor

v Lần 1:

- Sinh Viên mắc mạch như hình 2.10 ( R =100Ω, C =1μF , ± Vcc= ± 12V)

Hình 2.10

- Điều chỉnh nguồn tín hiệu là xung vuông lưỡng cực, biên độ 0.5V, tần

- Đo và vẽ điện áp VI (kênh 1) và Vo (kênh 2) vào hình 2.11

v Lần 2:

Thực hiện như lần một nhưng thay R =1kΩ, C =1μF

Đo và vẽ điện áp VI (kênh 1) và Vo (kênh 2) vào hình 2.12

4/ Trình bày nguyên lý hoạt động của mạch?

3.2.3 Đa hài đợi dùng IC tuyến tính

- Mục tiêu:Trình bày và phân tích các dạng của mạch đa hài dùng Transistor, IC

555 và dùng cổng logic ưu nhược điểm của mỗi loại.

Đây là dạng mạch không có trạng thái ổn định (đa hài tự dao động, tựkích) Chu kỳ lăp lại và biên độ của xung tạo ra được xác định bằng cácthông số của bộ đa hài và điện áp nguồn cung cấp Các mạch dao động đa hài

tự kích có độ ổn định thấp Ngõ ra của bộ dao động đa hài tự kích luân phiênthay đổi theo hai giá trị ở mức thấp và mức cao

3.3.Mạch không dồng bộ hai trạng thái không ổn định

3.3.1 Khái niệm

Hình 2.1a-b: Mạch không ổn dùng Transistor

Mạch được hình thành bởi hai Transistor Q1 và Q2 Các điện trở RC1 và RC2

và các tụ C1 và C2

Nguyên lý hoạt động :

Thông thường mạch đa hài phi ổn là mạch đối xứng nên hai Transistor cócùng họ và thông số Các linh kiện điện trở RB1 = RB2, RC1 = RC2 và C1 = C2.

có chiều như hình 2.1b → điện áp trên tụ C1, VC1 ( điện áp trên tụ C1) tăng dần

này tụ C2 đặt điện áp âm vào mối nối BE của Q1→ VBE1<0 làm Q1 tắt

Hình 2.1c

→ V01 ≈ Vcc, V02 ≈ 0V Lúc này tụ C1 xả năng lượng qua mối nối BE của Q2 Sau

đó nạp năng lượng từ nguồn qua RC1 và mối nối BE của Q2, điện áp trên tụ đảo

khác tụ C2 được nạp bởi RB1 và Q2 dẫn đến điện áp trên tụ C2, VC2 ( điện áp trên

< 0 làm Q2 tắt

trạng thái Q1 tắt, Q2 dẫn chu kỳ được lập lại Vì vậy không có trạng thái ổn địnhnên được gọi là mạch dao động bất ổn Dạng sóng tại các chân hình 2.2

Tại thời điểm Tx1, tụ C2 xả điện từ -VCC lên 0(v) (bỏ qua VBE) là

VCC = 2VCC e-Tx1/ t f , Þe-Tx1/ t f =2, x1 ln 2

f

T t

Vậy chu kỳ dao động là: T = 2 x 0,69 RB.C = 1,4 RB.C ( s)

v Bài tập

Thiết kế mạch đa hài phi ổn theo các thông số kỹ thuật sau: V CC = 12V, dòng điện tải qua cực là I L = 100mA , có β =100, tần số dao động là f = 1kHz.

Giải:

Mạch đa hài phi ổn là loại đối xứng.

- Tính điện trở RC: khi transitor chạy bão hòa sẽ có VC = VCE ≈ 0,2V, I C = I L

= 10mA.

Điện trở R C được tính theo công thức

12 0, 2

1, 210

C C CE C

3.3.2 Đa hài tự dao động dùng transistor

Sơ đồ bên trong của IC555(xem hình 2.3)

Về cơ bản, IC 555 gồm 2 mạch so sánh điều khiển trạng thái của FF có hơn

20 Transistor và nhiều điện trở thực hện chức năng, từ đó lái transistor xả